Porosité : Injection presse plastique

[Fabien10]

Bonjour à tous,

Me voilà confronté à un problème depuis plusieurs mois et avec des matières différentes : la porosité présente dans mes pièces plastique.

Matière utilisé : GV5-H (PA6 chargé fibre de verre 50% Teinté noir dans la masse) ou LV5-H (PA12 chargé fibre de verre 50% Teinté noir dans la masse)
Presse plastique : DK200 (1990)
Une fois injecté, nous usinons la pièces et nous constatons des porosités.

Première hypothèse : nappe d'injection trop faible (nous avons donc grossis la nappe)
Deuxième hypothèse : Étuvage matière (nous avons remédié à cela)
Troisième hypothèse : Gaz dans la pièce, nous avons donc ajouté et grossis dégazage tout autour de la pièce, les chemins amènent les gaz en dehors du moule)

Nous contrôlons le poids sur chaque pièces, et nous constatons des variances de 20g

La dernière hypothèse serait : l'usure de la vis ou fourreau de la presse ce qui pourrais créer des gaz. (sachant que la vis et le fourreau n'ont jamais été changés)

J'ai besoin de vos avis car je suis bloqué sur ce sujet..

Merci d'avance.
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[ibtihel]

bonjour
http://www.dpm.ftn.uns.ac.rs/jtp/dow...0/Article5.pdf

https://www.google.dz/search?sclient...tion+plastique

[Touche-à-tout]

Bonjour,

L'étuvage est effectivement la première chose qui vient à l'esprit quand on voit des bulles apparaître. Néanmoins, cela se traduit plutôt par des bulles très fines, contrairement à celles qu'on voit ici. Vous dites avoir réglé le problème de l'étuvage, peut-être. Le nylon chargé verre (50% ça commence à faire beaucoup), a une capacité d'absorption d'eau étonnante et le simple respect des paramètres d'étuvage ne suffit pas toujours. Il est utile de brasser les granulés pendant l'étuvage afin d'être sûr d'en exposer le plus possible au courant d'air (et éviter des zones non ou mal traitées). D'autre part, l'air entrant devrait lui-même être le plus sec possible, sinon, ça revient à étuver avec de l'air chaud et humide, pas des plus efficaces ! Enfin, les données d'étuvage sont indiquées pour une matière parfaitement protégée et conservée. Pour peu qu'un sac ait été perforé et exposé à la pluie, le problème peut devenir plus grave. J'ai déjà vu tenter de sécher des granulés sortis d'un sac déchiré et trempé par la pluie, avec pour résultat un abandon au bout de deux jours et demi de séchage sans amélioration...
Essayez éventuellement le test du miroir qui consiste à placer un miroir sur l'orifice d'entrée des granulés (trémie de la presse écartée) pour voir s'il se forme de la buée. Dans les cas extrêmes on peut même la voir à l’œil nu en observant devant un fond noir.

Une question à se poser: les porosités sont-elles toujours au même endroit ou sont-elles dispersées partout dans la pièce ? Je vous invite à usiner un peu plus quelques pièces de rebut pour savoir si les bulles sont présentes partout (traitement de la matière) ou seulement en certains points (paramètres d'injection ou de moule). Dans les choses à rechercher: si c'est uniquement près de la surface ou seulement à cœur, près des zones de couture, position par rapport à la buse, etc. Bref, il faut considérer la géométrie globale de la pièce et du moule.

Autre question: est-ce un problème sur une nouvelle pièce ou une apparition en cours de production. Variante: est-ce que le défaut se manifeste sur toute une série et/ou partiellement sur toutes les séries produites ou seulement certaines.

Encore une question: comment ont été développés la pièce et le moule ? La conception de l'un et de l'autre ne sont pas toujours facilement compatibles et il faut parfois toute l'expérience de plasturgiste et de mouliste pour que ça fonctionne bien.

Toujours des questions: quelle est l'influence des paramètres de la presse ? Avez-vous essayé de jouer avec tel ou tel paramètre et avez-vous eu des résultats ?

On ne connaît pas la forme de la pièce, ni son état brut de moulage. J'ai l'impression que c'est plutôt massif et c'est source d'ennuis. Par exemple, on connaît bien les retassures, mais il y a aussi les dégazages en cas de maintien insuffisamment long ou de noyau pas assez refroidi. Le dégazage n'est pas ici une question d'échappement de l'air contenu dans le moule vide, mais une expansion des gaz emprisonnés dans la matière lorsque le maintien est relâché. C'est le phénomène inverse des retassures, et il n'est pas visible en surface car les billes ne peuvent pas migrer dans la matière solidifiée et ne sont révélées que par l'usinage. Beaucoup de pièces en tous genres contiennent de telles bulles indétectées car non usinées. On en découvre parfois sur des pièces cassées.
Un excès de brassage lors du dosage (vitesse) peut amener à emprisonner de l'air dans la matière dans les zones de chauffe, d'autant plus si la pièce a un volume important par rapport à la capacité du fourreau. Si l'air n'a pas le temps de refluer vers la trémie au travers des granulés, il part avec la matière.
20 grammes de différence d'une pièce à l'autre, c'est à rapporter au poids le la pièce. Si elle fait 20 kg c'est rien, si elle fait 100 g, c'est beaucoup. J'aurais tendance à penser à un problème de réglage de la machine, ça risque de demander de la mise au point, donc du temps, en partant des questions et points que j'ai évoqués, il y en a déjà pas mal pour commencer. J'imagine que quelque chose est trop rapide ou trop court quelque part. Halte aux cadences infernales !

Je n'ai pas d'avis sur l'usure vis/fourreau, ayant la chance de ne pas y avoir été confronté.

J'ai exclu ici la contamination de la matière, ça laisserait bien plus de traces, ainsi que l'incompatibilité avec le colorant ou le défaut d'étuvage de celui-ci puisque c'est du teinté masse et non pas du colorant ajouté. J'ai également exclu la dégradation de la matière par surchauffe dans mon raisonnement, mais j'imagine que c'est difficile à observer sur une matière rugueuse teintée en noir.

Quant à l'hypothèse n°1, il y a la taille de la nappe, mais aussi sa position. On peut aussi emprisonner de l'air dans la matière avec un écoulement turbulent dans le moule. C'est vraiment la forme de la pièce qui dicte le meilleur positionnement pour le (les) point(s) d'injection.

Voilà, désolé de ne pas apporter de solution directe du genre "c'est ça qui ne va pas, il faut faire comme ça", mais il y a déjà quelques pistes et pourquoi les explorer. J'espère que cela sera utile et vous aidera à remédier au problème.

Cordialement,
Nicolas.

[Fabien10]

Bonjour,

Tout d'abord, merci de m'accorder de votre temps, et surtout de vos réponses.

Je répond donc à votre questions :

Les porosités présentes dans les pièces sont toujours au même endroit.

Le poids d'une pièce fait : 460g environs.
Ce problème est présent sur une nouvelle pièce, nous avons fait une pré-série puis un contrôle de poids puis ensuite d'usinage et sur 11 pièces ce problème intervient aléatoirement (voir le tableaux ci-joint).

La pièce a été développé en France et le moule fabriqué en Chine.

Différent essai ont été effectué, augmentation des chauffes, vitesse d'injection, pression, maintient.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Fabien10]

Voici les pièces jointes

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Le plan de la pièce est très révélateur: la masse annulaire est vraiment importante et il est normal que ce soit le siège de difficultés de ce genre. Qui dit masse, dit inertie thermique, donc refroidissement plus lent. Autant dire que malgré sa simplicité de forme, ce n'est pas une pièce simple à mouler pour autant. Vous payez là un manque de concertation avec un mouliste expérimenté. La fabrication chinoise peut être bonne mécaniquement parlant, mais les éventuels problèmes de plasturgie ne sont pas considérés par le sous-traitant qui ne fait en réalité que de la mécanique générale.
Bon, je ne sais pas comment est configuré le moule (plan de joint, nombre d'empreintes, refroidissement ou réchauffage), mais j'imagine que la matière dans la couronne la plus épaisse reste chaude assez longtemps, d'autant plus que c'est par là qu'il y a le plus de transit et que la chaleur apportée par la matière dans le moule est renouvelée pendant la durée de l'injection. Si par exemple, et c'est fort probable, le canal d'alimentation se fige beaucoup plus rapidement que la masse de la pièce, la rampe de maintien ne doit pas avoir beaucoup d'effet.
Et si'il y a de l'air piégé par capillarité entre les nombreuses fibres de la charge, il se détendra et au lieu d'avoir des retassures, vous aurez des bulles. Pas de retassures à l'extérieur de la pièce ? Ce serait normal, la matière chargée se fige très dur et ne peut plus bouger de par son armature, mais dans la masse plus proche du noyau, où il reste donc une chaleur significative, il peut encore se passer des choses.

Pour aider dans le diagnostic, je sous suggère d'essayer une matière moins chargée pour comparer, d'essayer aussi une matière non teintée pour voir s'il y a des changements de coloration indiquant des surchauffes localisées (peu probable, ça ne lamine pas beaucoup dans cette pièce). Je vous invite aussi à effectuer des coupes longitudinales pour observer la répartition et l'orientation des fibres, ce qui peut donner des indications sur l'écoulement de la matière dans le moule. Si vous en avez l'occasion et le temps, essayez avec une matière transparente non chargée (avec les paramètres adaptés), vous devriez y constater les mêmes bulles, probablement encore plus nombreuses, et des retassures significatives. Ça peut être utile pour constater rapidement l'effet d'une modification de paramètre.

On a donc vu que le refroidissement de la pièce posait problème, qu'en est-il de celui du moule, et en particulier des parties entourant cette zone de forte épaisseur ? La partie extérieure n'est peut-être pas trop problématique s'il n'y a pas d'usinage à u faire et qu'il n'y a pas de bulles en surface, mais côté noyau (en fait je suppose plutôt un remmoulage), il y aura peut-être nécessité de prévoir un circuit d'eau. Et encore, c'est sans garantie car ça pourrait juste figer plus vite la surface interne sans empêcher la formation de bulles plus profondes. Ça dépend de l'épaisseur retirée par usinage. On peut imaginer refroidir au centre, et tolérer les bulles à cœur s'il y a une peau suffisante pour usiner sans déboucher dedans.

Je ne peux malheureusement que vous indiquer des pistes à suivre, je ne suis pas des plus expérimentés en mise au point, et c'est un métier à part entière. Il peut être nettement plus profitable de s'adresser directement à un pro du domaine, qui vous épargnera bien du temps. Les observations que je recommande seront probablement utiles pour faciliter l'intervention de l'expert. Pour le coup de grâce, facile à dire maintenant, mais le développement de pièce plastique devrait comporter systématiquement l'avis de spécialistes en plasturgie ET moule afin de s'assurer au préalable de la compatibilité des choix en terme de matière, de configuration de pièce, du moule et de la façon de mouler en fonction de tout cela.

Mais avant tout: 11 pièces c'est très insuffisant pour se rendre compte de l'efficacité d'un réglage de presse à injecter. Certains paramètres ne peuvent se déterminer correctement que lorsque l'ensemble moule-machine est en cycle de production (stabilisation des températures notamment). Ce que vous obtenez en coup par coup n'a rien à voir avec ce qui sort en cadence régulière: plus de chaleur apportée, moins de temps pour l'évacuer, nécessité d'ajuster le refroidissement, etc.

Un expert vous recommandera éventuellement de refroidir au centre, et/ou de réchauffer l'entrée afin de reprendre de la marge de manœuvre en maintien. Vous voyez, il reste des possibilités, mais c'est un peu au-delà de mes connaissances.

Cordialement,
Nicolas.

[Fabien10]

Bonjour,

Il n'y a pas de retassure sur les parois de la pièce.
Le noyaux alimenté en eau chaude à 80°

Une nouvelle broche vient d'être réalisé, afin d'être au plus près de l'usinage donc de la croûte. Nous devrions observer une amélioration.
Les essais seront effectué aujourd'hui.

merci pour ces pistes.

[Fabien10]

Les usinages ont été effectué et suite à la modification de la broche qui se rapproche au plus de l'usinage, nous n'observons plus de porosité

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Bon, voilà qui est donc mieux. Vous avez bien compris que le problème n'est probablement que déplacé et que les porosités ne sont juste plus visibles. J'imagine que ça vous convient ainsi parce que les exigences de la pièce le tolèrent.

En tout cas, merci pour être revenu donner des nouvelles, il est très appréciable de savoir si nos réponses ont été utiles et on abouti ou non. Quand c'est le cas, c'est très motivant, et ça peut aider de futurs lecteurs confronté au même problème à trouver des réponse sans même avoir à poser la question !

Bonne continuation,
Nicolas.

[Fabien10]

Encore merci à vous de m'avoir apporté de l'aide et votre savoir intéressant.

à bientôt pour de nouvelles aventures